沥青路面车辙预估问题的探讨
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沥青混凝土路面车辙原因分析及防治对策冯昶摘要:车辙是沥青混凝土路面主要的破坏形式之一,当前我国公路沥青路面的车辙问题越来越突出。
文章阐述了沥青路面出现车辙的危害,分析了沥青路面形成车辙的主要影响因素,针对沥青混凝土路面车辙病害提出了相应的预防对策。
关键词:沥青路面;车辙;破坏;对策许多高等级公路沥青混凝土路面建成通车不久,在车辆荷载和环境条件的重复作用下,发生了较为严重的早期车辙损坏。
沥青混凝土路面车辙病害对车辆的行驶速度、行车舒适性及交通安全造成较大的影响。
在高速公路及城市干线道路上过量的车辙造成了路面使用性能降低、维修期提前以及维修费用大幅度的增加。
因此,研究如何提高沥青路面的抗车辙能力,延缓车辙病害的发生具有重要意义。
1.沥青路面出现车辙的危害车辙是指在高温和渠化交通的作用下,沥青路面结构层出现的永久变形。
车辙的出现,严重影响了路面的使用寿命和服务质量,给路面及路面使用者带来了许多危害,如影响路面的平整度,路面平整度下降,降低了行车舒适性;轮迹处沥青层厚度减薄,削弱了沥青及路面结构的整体强度,大大降低面层、基层以及路面结构的整体强度,使得其它路面病害更易发生,从而诱发各种病害,如网裂和水损坏等;雨天路表排水不畅,降低了路面的抗滑能力,甚至于会由于车辙积水而导致车辆漂滑,从而影响安全行车,冬天车辙内存水凝结成冰,路面抗滑能力下降,影响高速行车的安全。
沥青路面早期车辙破损问题,已成为影响我国公路健康发展的突出问题。
2.沥青路面形成车辙的主要影响因素分析2.1沥青路面结构类型在一定厚度范围内,沥青路面的厚度越大,永久变形也越大。
采用刚性基层或半刚性基层材料的沥青路面,由于基层具有很高的高温稳定性和抗剪切变形能力,因此,车辙主要产生在沥青面层内,而刚性基层和土层所产生的车辙只占很小的比例。
在相同条件下,同样厚度的路面,改性沥青混合料的动稳定度大于普通沥青混合料,总变形量远远小于普通沥青混合料。
2.2沥青混合料级配沥青混合料的高温抗车辙能力60%是依靠集料的嵌挤能力。
高速公路沥青路面使用性能评价及预测研究一、本文概述随着交通基础设施的快速发展,高速公路作为连接城市与地区的重要纽带,其建设与维护质量直接关系到交通的顺畅与安全。
其中,沥青路面作为高速公路的主要铺设材料,其使用性能的评价及预测研究显得尤为关键。
本文旨在深入探讨高速公路沥青路面的使用性能评价方法及预测模型,以期为路面的科学养护和合理设计提供理论支撑和技术指导。
本文将首先介绍沥青路面使用性能评价的基本概念及研究意义,明确评价指标的选择原则和评价体系的构建方法。
在此基础上,通过对现有文献的梳理和分析,总结国内外在沥青路面使用性能评价方面的研究成果和不足。
随后,本文将重点研究沥青路面的性能退化规律,探讨不同因素(如交通量、气候条件、材料性能等)对路面性能的影响机制。
通过实地调研和试验数据分析,建立基于多因素耦合的沥青路面使用性能预测模型,并对模型的准确性和可靠性进行验证。
本文的研究不仅有助于深入理解沥青路面的性能退化机理,还可为路面的预防性养护和维修决策提供科学依据。
本文的研究成果也可为新型路面材料的研发和应用提供理论支持,推动高速公路沥青路面技术的持续发展和创新。
二、沥青路面使用性能评价指标沥青路面作为高速公路的主要路面类型,其使用性能直接影响到道路的安全性和舒适性。
为了准确评估沥青路面的使用性能,需要建立一系列科学、合理的评价指标。
这些指标应能够全面反映沥青路面的各项性能,包括结构强度、路面平整度、抗滑性能、耐久性等。
结构强度是评价沥青路面使用性能的重要指标之一。
它反映了路面在承受车辆荷载作用下的抵抗变形和破坏的能力。
常用的结构强度评价指标包括弯沉、回弹模量等。
弯沉反映了路面在受到垂直荷载作用下的变形情况,回弹模量则反映了路面材料的弹性性质。
路面平整度是评价沥青路面行驶舒适性的重要指标。
平整度好的路面能够有效减少车辆行驶时的颠簸和振动,提高行车的平稳性和舒适性。
常用的平整度评价指标包括国际平整度指数(IRI)和路面平整度标准差等。
沥青路面车辙预估问题的探讨
摘要:我国公路建设已经进入高速公路发展阶段,随着交通量,车辆轴载的不断增加,交通渠化程度的提高,车辙问题日益严重。
本文详细阐述了沥青路面车辙预估方法,并对现有车辙预估方法进行了平价,为解决沥青路面车辙预估问题积累了新的技术资料。
关键词:沥青路面车辙预估公路
随着交通量、车辆轴载的不断增加,交通渠化程度的提高,沥青路面的车辙问题日益严重,沥青路面的车辙已经成为各国普遍关注和重视的问题。
车辙不但与路面材料有关,也与路面结构有关。
因此,有必要对沥青路面车辙预估问题进行探讨,以为沥青路面设计时从结构和材料两个方面解决车辙提供参考。
1 沥青路面车辙预估方法
沥青路面的车辙预估方法大致可以分为经验法、半经验-半理论法和理论法。
(2)半经验半理论法。
该法以弹(粘弹)性体系理论为基础,通过实际路面加载情况来计算车辙。
代表方法有:①Jacob Uzan理论-统计法,该方法就是通过限制路基表面弹性应变的大小来控制路面的车辙。
Jacob Uzan法的车辙预估模型为:
2 现有车辙预估方法的评价
目前对于车辙预估的研究多数只考虑沥青面层本身的永久变形,而对于基层和土基的变形考虑相对过少。
对于半刚性基层。
这种考虑相对合理,因为沥青面层产生的永久变形占车辙总量的90%以上。
但对于柔性基层而言,这种预估车辙的方法是不够恰当的。
经验法和半经验半理论法虽然在特殊条件下可靠度较高,但由于其较强的地域局限性以及实验过程中材料参数确定的复杂性,应用范围受到限制,从而不能得到推广。
因此由经验向理论过渡是车辙预估中的一种趋势。
预估方法中的弹性层状体系理论虽然已经得到了相对广泛的应用,但并不能合理地反映出沥青混合料的材料—荷载特性。
与之相比,粘弹性理论对沥青混合料材料特性的描述更为准确,而且随着计算机的迅速应用更为其提供了广阔的发展空间。
虽然理论法现阶段仍然存在着材料特性参数确定的难度、计算步骤复杂,从而导致预估精度不理想等问题,没有得到广泛应用。
但理论法与其他方法相比,模型本身更为合理,不存在通用性的问题。
一般而言,只要力学模型构建合理,理论法是最有发展前途的预估方法。
随着在车辙预估模型中粘弹塑性理论和流变模型等力学模型的引入,以及有限元分析工具的运用,国内外对车辙预估的研究正向通用、高精度的方向发展。
同时静力状态下的有限元分析在车辙预估的可靠性上还有所争议,因此,目前迫切需要从动力学的原理上,结合沥青材料的本构关系,利用有限元的理论对沥青路面的车辙进行预估和分析。
3 结语
车辙是重复行车工作荷载作用下的路面不可恢复应变的累积变形及行车荷载作用下的压密推挤变形,是沥青路面最普遍的一种损坏形式。
车辙这一路面过量的变形影响了路面的平整度;使得轮迹处沥青层厚度减薄,削弱了面层及路面结构的整体强度,从而易于诱发其他病害;使雨天路表排水不畅形成积水,降低了路面的抗滑能力,影响了高速行车的安全性;车辆在超车或更换车道时由于路面变形过大使方向失控,车辆操纵的稳定性受到了很大的影响。
目前,沥青路面车辙预估模型较多,但都存在不足和缺陷。
国内车辙的研究主要是集中在有限元的方法上,并且主要还是基于静力状态下粘弹性的有限元研究和计算,而静力的状态并不能够代表沥青路面实际受力情况。
因为沥青路面车辙是随着路面上重复交通动荷的不断作用下,沥青混合料发生压密、推挤,正是由于这种压密和剪切变形的综合作用导致了轮迹带处纵向沉陷伴随两侧隆起的发展,从而逐渐形成了车辙。
因此有必要对现有静力状态下的有限元进行改进,可以通过动力学的原理结合有限元的粘弹性本构关系的分析计算方法来对沥青路面的车辙深度进行预估。
这样两方面的结合对车辙进行计算既能将沥青路面的实际受力情况在研究过程中进行真实的呈现,同时还可提高沥青路面车辙预估计算计算精度。
因此,应从多学科交叉结合的角度出发,努力开拓新思路、新想法,建立更科学更合理的车辙预估模型,以为解决沥青路面
的车辙预估和路面结构设计提供有力的支持。
参考文献
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